(57)【要約】【課題】十分な減衰性能、変位追従性を有する免震構造体、或いは十分な減衰性能、変位追従性に加えて優れた繰り返し特性を有する免震構造体を提供する。【解決手段】剛性材料からなる第１板と、弾性材料からなる第２板とが交互に積層されてなり、該積層方向に伸びる中空部を有する積層体と、該積層体の中空部に充填されたプラグとを具える免震構造体において、減衰性能を発揮する粉体と、該粉体間に存在するエラストマー組成物とを圧縮成形してプラグを形成し、前記プラグと前記積層体の少なくとも第２板との間に、該第２板よりも高硬度の硬質材料を介在させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性材料からなる第１板と、弾性材料からなる第２板とが交互に積層されてなり、該積層方向に延びる中空部を有する積層体と、該積層体の中空部に充填されたプラグとを具える免震構造体において、
前記プラグが、相互摩擦を主として減衰性能を発揮する粉体と、該粉体間に存在するエラストマー組成物とを圧縮成形してなり、
前記プラグと前記積層体の少なくとも第２板との間に、該第２板よりも高硬度の硬質材料を介在させることを特徴とする免震構造体。
【請求項２】
前記硬質材料は、プラグ材の外周面全体を被覆する筒状皮膜であることを特徴とする請求項１に記載の免震構造体。
【請求項３】
前記硬質材料は、積層体とプラグの間に介挿した筒状部材であることを特徴とする請求項１に記載の免震構造体。
【請求項４】
前記硬質材料は、前記第２板の内周部に一体形成したリング状部分であることを特徴とする請求項１に記載の免震構造体。
【請求項５】
前記硬質材料がショアD15〜60の硬度を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の免震構造体。
【請求項６】
前記硬質材料が加硫ゴムであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の免震構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゴム等の粘弾性的性質を有する軟質板と鋼板等の硬質板とを交互に積層した免震構造体が、免震装置の支承等として使用されている。このような免震構造体の中には、例えば、軟質板と硬質板とからなる積層体の中心に中空部を形成し、該中空部の内部にプラグが圧入されたものがある。
【０００３】
上記プラグは、震動により積層体がせん断変形する際、その変形に倣って塑性変形することで振動のエネルギーを吸収する減衰性能を有する。従来、プラグ素材として鉛が広く使用されていたが、鉛は、環境負荷が大きく、また、廃却時等に要するコストが大きい。このため、鉛の代替材料を用いて、十分な減衰性能、変位追従性等を有するプラグの開発が進められつつある。例えば、特許文献１には、鉛プラグに代えて、積層体の中空部に粘性体と固体物質とを封入し、固体物質の隙間を粘性体で充填するようにした免震装置が提案されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１は、粘性体として、鉱物油、植物油等の液状物質を例示しているが、長期の使用では液状物質中で固体物質が沈殿してしまい、分散性が悪化してしまう。この結果、局所的に減衰性能が変化して、安定した減衰性能を発揮できないという問題があった。
【０００５】
この問題に対して、特許文献２には、積層体の中空部に塑性流動材と硬質充填材を充填した免震装置が開示されている。また、特許文献２には、塑性流動材としては、せん断降伏応力が特定の範囲にある材料が好ましい旨記載されており、更に、硬質充填材として、金属、硬質樹脂、硬質繊維を例示している。しかしながら、特許文献２においてもなお、その分散性が不十分であり、安定した減衰性能が得られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平７−８４８１５号公報
【特許文献２】特開２００６−３１６９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、相互摩擦を主として減衰性能を発揮する粉体と、該粉体間に存在するエラストマー組成物とを含有する混合物を、圧縮成形してなる免震構造体用プラグに観られる上記問題を解決し、十分な減衰性能、変位追従性に加えて優れた繰り返し特性を有するプラグを用いた免震構造体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、減衰特性、変位追従性を有する免震構造体用プラグとして、相互摩擦により減衰性能を発揮する粉体と、該粉体間に存在するエラストマー組成物とを含有する混合物を、圧縮成形してなる免震構造体用プラグを新たに創作した。しかしながら、上記プラグでは、従前のプラグよりも良好な分散性を有するものの、プラグ全体が均一にせん断変形しないことが度々観察された。
【０００９】
先述のとおり、積層体とプラグは震動によりせん断変形するが、震動がおさまった後は、積層体の復元力によって変形前の形状に戻ることにより繰り返し使用される。ここで、積層体のせん断変形に倣ってプラグが変形する際、プラグ全体が均一にせん断変形したほうが、積層体の復元力によってプラグを精度よく変形前の形状に戻すことが可能となるため、プラグを繰り返し使用する上では好ましい。したがって、上記プラグには繰り返し安定性に関して改善の余地があり、震動による積層体のせん断変形に倣ってプラグが変形する際、プラグ全体を均一にせん断変形させるための方策が必要となる。
【００１０】
そこで、本発明者らは、相互摩擦を主として減衰性能を発揮する粉体と、該粉体間に存在するエラストマー組成物とを含有する混合物を、圧縮成形してなる免震構造体用プラグに関し、プラグ全体が均一にせん断変形しない原因について鋭意検討した。その結果、上記プラグが従前のプラグに比して高い硬度を有し、積層体の軟質板との間に生じる大きな硬度差が原因であることを確認した。また、本発明者らは、上記硬度差を緩和することにより、プラグ全体を均一にせん断変形させて繰り返し安定性が改善し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
本発明は上記知見に基づきなされたものであり、その要旨構成は次のとおりである。
（１）剛性材料からなる第１板と、弾性材料からなる第２板とが交互に積層されてなり、該積層方向に延びる中空部を有する積層体と、該積層体の中空部に充填されたプラグとを具える免震構造体において、
前記プラグが、相互摩擦を主として減衰性能を発揮する粉体と、該粉体間に存在するエラストマー組成物とを圧縮成形してなり、
前記プラグと前記積層体の少なくとも第２板との間に、該第２板よりも高硬度の硬質材料を介在させることを特徴とする免震構造体。
【００１２】
（２）前記硬質材料は、プラグ材の外周面全体を被覆する筒状皮膜であることを特徴とする前記（１）に記載の免震構造体。
【００１３】
（３）前記硬質材料は、積層体とプラグの間に介挿した筒状部材であることを特徴とする前記（１）に記載の免震構造体。
【００１４】
（４）前記硬質材料は、前記第２板の内周部に一体形成したリング状部分であることを特徴とする前記（１）に記載の免震構造体。
【００１５】
（５）前記硬質材料がショアD15〜60の硬度を有することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の免震構造体。
【００１６】
（６）前記硬質材料が加硫ゴムであることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の免震構造体。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、十分な減衰性能、変位追従性に加えて優れた繰り返し安定性を有する免震構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の免震構造体（硬質材料が筒状皮膜である場合）の断面図である。
【図２】本発明の免震構造体（硬質材料が筒状部材である場合）の断面図である。
【図３】本発明の免震構造体（硬質材料が第２板の内周部に一体形成したリング状部分である場合）の断面図である。
【図４】本発明の免震構造体（硬質材料が第２板の内周部に一体形成したリング状部分である場合）の、第２板とリング状部分を示す図である。
【図５】プラグを使用した免震構造体における、水平方向の変形変位と(δ)水平方向荷重(Q)との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の免震構造体の詳細について説明する。
本発明者らは、従来技術に観られた分散性の問題を解消して十分な減衰性能、変位追従性を有する免震構造体用プラグを提供するために、種々の粉体のみからプラグを作製し、該プラグを免震構造体に使用してみた。その結果、粉末のみから作製したプラグでは、分散性の問題は解消し得るものの、粉体同士が擦れて割れてしまい、十分な耐久性を有するプラグが得られないことが明らかとなった。
【００２０】
上記問題に対して本発明者らは、エラストマー組成物と、粉体とを含有する混合物を圧縮成形することによりプラグを作製し、このプラグを免震構造体に使用することで、十分な耐久性を確保することに成功した。しかしながら、上記プラグにおいては、従前のプラグに比して高い硬度を有し、積層体を構成する第２板（軟質板）との間に大きな硬度差が生じるために、プラグ全体が均一にせん断変形しないという新たな問題が確認された。
【００２１】
震動を受けて積層体がせん断変形しようとする場合、プラグは積層体を介して震動のエネルギーに起因する応力を受けることにより、積層体の変形に倣って変形し、振動エネルギーを吸収する減衰性能を有する。しかしながら、積層体の軟質板に対してプラグの硬度が極端に高い場合には、震動を受けて積層体がせん断変形しようとする際、プラグのうち積層体を構成する第１板（硬質板）と当接する部分は硬質体の変形に倣って変形するが、プラグのうち積層体を構成する第２板（軟質板）と当接する部分は殆ど変形することなく、逆に積層体を構成する第２板（軟質板）が高硬度のプラグの存在により上記せん断変形とは逆方向に大きく圧縮変形してしまう。
【００２２】
すなわち、積層体を構成する第１板（硬質板）と当接するプラグ部分と、積層体を構成する第２板（軟質板）と当接するプラグ部分とでは、互いに異なる変形挙動を呈し、係る現象がプラグ全体を均一にせん断変形させることができない所以である。
【００２３】
そこで、本発明者らは、軟質板と当接するプラグ部分の変形挙動を改善する手段について検討したところ、プラグと軟質板との当接部における硬度差を緩和することが効果的な手段であることを見出した。具体的には、プラグと軟質板（本発明の「弾性部材からなる第２板」に相当）との間に、軟質板よりも高硬度の硬質材料を介在させることにより、軟質体に観られる上記圧縮変形を効果的に抑制し得ることが明らかになった。
【００２４】
本発明の免震構造体は、剛性材料からなる第１板と弾性部材からなる第２板とが交互に積層されてなり、該積層方向に延びる中空部を有する積層体と、該積層体の中空部に設けられたプラグとを具え、プラグと積層体の少なくとも第２板との間に、第２板よりも高硬度の硬質材料を介在させることことを特徴とする。以下に、図面を参照しながら本発明の免震構造体を詳細に説明する。
【００２５】
図１に示す免震構造体１は、略ドーナツ板状の第１板２と第２板３とが交互に積層されてなり、該積層方向（鉛直方向）に延びる円筒状の中空部を中心部に有する積層体４と、該積層体４の中空部に設けられたプラグ５と、積層体４及びプラグ５の両端（上端及び下端）に固定された、略ドーナツ板状のフランジ板６１および円盤状の封止板６２よりなるフランジ６とを具え、積層体４の外周面は被覆材７で覆われている。
【００２６】
積層体４を構成する第１板２と第２板３とは、例えば、加硫接着により、あるいは接着剤により強固に貼り合わされている。なお、加硫接着においては、第１板２と未加硫ゴム組成物とを積層してから加硫を行い、未加硫ゴム組成物の加硫物が第２板３となる。ここで、第１板２としては、鋼板等の金属板、セラミックス板、ＦＲＰ等の強化プラスチックス板等を使用することができる。一方、第２板３としては、加硫ゴム製の板等を使用することができる。また、本発明の免震構造体を構成する積層体４は、積層体被覆材７で覆われていなくてもよいが、積層体４の外周面が被覆材７で覆われている場合、積層体４に外部から雨や光が届かなくなり、酸素やオゾン、紫外線による積層体４の劣化を防止できる。なお、被覆材７としては、第２板３と同一の材料、例えば、加硫ゴム等を使用できる。
【００２７】
そして積層体４は、震動により水平方向のせん断力を受けた際には、せん断変形して、震動のエネルギーを吸収する。また、積層体４は、第１板２と第２板３とが交互に積層されてなるため、積層方向（鉛直方向）に荷重が作用しても、圧縮が抑制されている。
【００２８】
プラグ５は、エラストマー組成物と、粉体とを含有する組成物から製造したプラグ材であり、プラグ５と積層体４の少なくとも第２板３との間には、硬質材料が設けられている。なお、図１の硬質材料は、プラグ材の外周面全体を被覆する筒状皮膜５ａである。また、本発明の硬質材料は、図１の筒状皮膜５ａに代えて、図２に示す筒状部材８、或いは、図３に示す第２板３の内周部に一体形成したリング状部分３ａとすることも可能である。
【００２９】
本発明の免震構造体用プラグに用いる粉体は、プラグの減衰性能を主として担う材料であり、具体的には、粉体同士の摩擦及び粉体とエラストマー組成物との摩擦により振動を減衰させる。ここで、本発明において粉体とは、例えば、金属粉、炭化ケイ素粉等のセラミック粉を包含する。なお、プラグ用組成物が粉体を含まない場合、プラグの減衰性能が大幅に低下して、十分な減衰性能、変位追従性等を得ることができない。
【００３０】
また、上記粉体としては、金属粉が好ましい。また、該金属粉としては、環境への負荷が小さいものが好ましく、例えば、鉄粉、ステンレス粉、ジルコニウム粉、タングステン粉、青銅（ＣｕＳｎ）粉、アルミニウム粉、金粉、銀粉、錫粉、炭化タングステン粉、タンタル粉、チタン粉、銅粉、ニッケル粉、ニオブ粉、鉄−ニッケル合金粉、亜鉛粉、モリブデン粉等が挙げられ、これら金属粉は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、これら金属粉は、金属酸化物粉でもよいため、上記粉体としては、金属酸化物粉等の金属化合物粉も好適に使用できる。
【００３１】
上記粉体は、鉄粉であることが特に好ましい。鉄粉は、安価である上、他の金属粉と対比して破壊強度が高く、また、鉄粉を主成分とする免震構造体用プラグは、固すぎることも脆すぎることもないため、優れた減衰性能を長期に渡って発揮することができる。なお、鉄粉としては、還元鉄粉、電解鉄粉、噴霧鉄粉、純鉄粉、鋳鉄粉等が挙げられるが、これらの中でも、還元鉄粉が好ましい。
【００３２】
本発明の免震構造体用プラグにおいて上記粉体の含有量は、50〜74体積％の範囲が好ましい。プラグ用組成物中の粉体の含有量が50体積％未満では、粉体間の距離が広すぎ、変形時の粉体同士の摩擦、及び粉体と他の成分の間の流動抵抗が小さくなるため、減衰性能が不十分である。一方、プラグ用組成物中の粉体の含有量が74体積％を超えると、粉体同士の接触が増え、繰り返し耐久性が低下する上、プラグ用組成物からプラグを成形する際に、プラグ用組成物から空気を十分に除くことが難しく、プラグの体積が理想体積（空気の混入が無い場合の体積）より大幅に大きくなり、プラグの減衰性能が低下する。
【００３３】
上記粉体の粒径は、0.1μm〜2 mmの範囲が好ましく、1μm〜150μmの範囲が更に好ましい。粉体の粒径が0.1μm未満では、取り扱いが困難であり、一方、粉体の粒径が2 mmを超えると、粉体同士の摩擦が減少して減衰効果が低下する傾向がある。なお、粉体の粒径は、レーザー回折による粒子径測定（ＪＩＳ Ｚ８８２５−１）で求められ、該レーザー回折による方法において、粉体の粒子の長軸−短軸の平均（球形と捉えられる）を測定して得られる値である。
【００３４】
また、上記粉体の形状は、不定形であることが好ましい。ここで、不定形とは、球状などの１種類の形状のみではなく、凹凸を有するものや突起を有するものなど、種々の形態を有する形状が混在していることを意味する。バルクを粉砕することなどによって得られる粉体の形状は当然に不定形であるが、球状の粉体を用いた場合と比較したところ、不定形の粉体を用いた方が良好な減衰効果が得られた。これは、不定形の粉体を使用すると、粉体同士、粉体−エラストマー成分間の摩擦の際に引っ掛かり効果のようなものが生じ、球状のもの等を使用した場合と比較して摩擦が大きくなって、減衰性能が良好になるためであると考えられる。
【００３５】
本発明の免震構造体用プラグに用いるエラストマー組成物としては、エラストマー成分に補強性充填剤を配合したものを使用することができる。上記エラストマー成分としては、室温でゴム弾性を呈するもの、例えば、天然ゴムや合成ゴム等のゴム、熱可塑性エラストマーを使用することができ、これらの中でも、天然ゴムや合成ゴム等のゴムを使用することが好ましい。天然ゴムや合成ゴム系のポリマーは、粘弾性体で若干の弾性は示すものの塑性が大きく、大変形にも追従でき、振動後、原点に戻ったときには再び同じ状態に再凝集できる。また、エラストマー成分がゴムの場合（即ち、エラストマー組成物がゴム組成物の場合）、プラグの減衰性能が向上する上、耐久性も向上する。上記エラストマー成分として、より具体的には、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ化ゴム、多硫化ゴム、ハイパロン、エチレン酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、エチレン−メチルアクリレート共重合体、スチレン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー等が挙げられる。これらエラストマー成分は、１種単独で用いてもよいし、２種以上をブレンドして用いてもよい。
【００３６】
上記補強性充填剤としては、エラストマー成分との相互作用によってエラストマー組成物の粘度を向上させる効果が大きい点で、カーボンブラック及びシリカが好ましく、カーボンブラックが特に好ましい。ここで、カーボンブラッックとしては、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦグレードのもの等が挙げられ、これらの中でも、ＳＡＦ、ＩＳＡＦグレードのもの等の微粒子で表面積が大きいものが好ましい。また、シリカとしては、湿式シリカ、乾式シリカ、及びコロイダルシリカ等が挙げられる。これら補強性充填剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３７】
上記エラストマー組成物における補強性充填剤の配合量は、上記エラストマー成分100質量部に対して60〜150質量部の範囲が好ましい。補強性充填剤の配合量が60質量部未満では、エラストマー組成物の粘度及び流動抵抗が低く、プラグの減衰性能が不十分となり易い。一方、補強性充填剤の配合量が150質量部を超えると、混練が難しく、均一な組成物を得難くなる上、プラグの繰り返し安定性が低下する。
【００３８】
上記エラストマー組成物には、更に樹脂を配合することが好ましい。上記エラストマー組成物は、補強性充填剤を含むものの、それだけではプラグの大変形の際、減衰性能が低下する傾向がある。これに対して、エラストマー組成物が補強性充填剤に加えて樹脂を含む場合、大変形の際にも、プラグの減衰性能を向上させることができる。また、樹脂は、加工助剤としても作用し、プラグ組成物の混練を容易にすることができる。
【００３９】
上記樹脂としては、粘着付与剤としての作用を有するものが好ましく、より具体的には、フェノール樹脂、ロジン樹脂、ジシクロペンダジエン（ＤＣＰＤ）樹脂、ジシクロペンダジエン−イソプレン共重合体、Ｃ５系石油樹脂、Ｃ９系石油樹脂、脂環式系石油樹脂、Ｃ５留分とＣ９留分を共重合して得られる石油樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂、ケトン樹脂、及びこれらの樹脂の変性樹脂等が挙げられる。これら樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、エラストマー組成物における樹脂の配合量は、上記エラストマー成分100質量部に対して20〜100質量部の範囲が好ましい。樹脂の配合量が20質量部未満では、プラグの減衰性能を向上させる効果が小さく、一方、100質量部を超えると、エラストマー組成物の加工性が低下する。
【００４０】
上記エラストマー組成物には、上記エラストマー成分、補強性充填剤、樹脂の他に、老化防止剤、ワックス、可塑剤、軟化剤等のエラストマー組成物に一般に添加される添加剤も配合できる。エラストマー組成物に老化防止剤を配合することにより、長期間経過した後でもプラグの物性変化を小さく抑えることが可能となる。なおそのような目的のために、老化防止剤と共に、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、安定剤、難燃剤等を配合することはとりわけ有効である。
【００４１】
上記可塑剤としては、フタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、テトラヒドロフタル酸、セバシン酸、アゼライン酸、マレイン酸、フマル酸、トリメリット酸、クエン酸、イタコン酸、オレイン酸、リシノール酸、ステアリン酸、リン酸、スルホン酸等の誘導体（例えば、エステル）；グリコール、グリセリン、エポキシの誘導体、重合系可塑剤が挙げられる。これら可塑剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上をブレンドして用いてもよい。
【００４２】
上記軟化剤（オイル）としては、アロマ系オイル、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル等の鉱物油系軟化剤；ヒマシ油、綿実油、アマニ油、ナタネ油、大豆油、パーム油、落花生油、ロジン、パインオイル等の植物油系軟化剤；シリコーン油等の低分子量オイルを挙げることができる。これら軟化剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上をブレンドして用いてもよい。
【００４３】
上記硬質材料は、プラグ材の外周面全体を一体的に被覆する筒状皮膜とすることが可能であり、積層体とプラグの間に介挿した筒状部材とすることも可能である。また、軟質板（第２板）の内周部に一体形成したリング状部分として設けることも可能である。
【００４４】
軟質板（第２板）と当接するプラグ部分の変形挙動を改善するためには、プラグの硬度がショアD60〜99程度、軟質板（第２板）の硬度がショアD1〜10程度であることを鑑み、上記硬質材料の硬度をショアD15〜60とすることが好ましい。上記部材の硬度がショアD 15未満である場合には、プラグと軟質板（第２板）との当接部における硬度差が十分に緩和されないため、プラグの変形挙動の改善効果は小さい。一方、上記硬質材料の硬度がショアD60超である場合には、上記硬質材料が軟質板（第２板）のせん断変形を阻害し、免震構造体の免震機能の低下につながる。
【００４５】
上記硬質材料は、上記硬度差を緩和し得る材料、例えば未加硫ゴム、樹脂、加硫ゴム等、種々の材料より構成し得るが、加硫ゴムより構成することが特に好ましい。加硫ゴムはプラグ材との接着性に優れ、繰り返し耐久性が良好である上、耐摩耗性にも優れているためである。更に、加硫ゴムは、塑性変形（クリープ）せず、また震動が加えられた際の免震構造体の大変形に追従できるという点において特に好ましい。加えて、加硫ゴムは、プラグ材との接着を加硫接着により行うことが可能であるため、プラグ材への接着時に接着剤の塗布工程を不要とすることができ、少ない工程数で容易にプラグを製作することができる。
【００４６】
なお、上記硬質材料としての筒状皮膜、筒状部材、リング状部分の厚さは0.5〜20mmであることが好ましい。厚さが0.5mm未満である場合には、プラグと弾性体との当接部における剛性率の格差が十分に緩和されず、プラグの変形挙動の改善効果は小さい。一方、厚さが20mm超である場合には、上記部材が弾性体のせん断変形を阻害し、免震構造体の免震機能の低下につながる。
【００４７】
次に、本発明の免震構造体の製造方法について説明する。
本発明の免震構造体を構成する上述の免震構造体用プラグは、エラストマー組成物と、粉体とを用いる以外特に制限はなく、例えば、以下のようにして製造することができる。
【００４８】
まず、第一工程において、エラストマー成分に、補強性充填剤と、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とを加えて混練して、エラストマー組成物を調製する。
【００４９】
次に、第二工程において、上記エラストマー組成物に粉体を加えて更に混練する。第二工程においては、粉体を複数回に分けて配合することが好ましく、粉体を複数回に分けて配合することで、均一なプラグ用組成物を製造することが可能となる。
【００５０】
上記プラグ用組成物の製造の第一および第二工程には、ニーダー、バンバリーミキサー等の通常の混練装置を用いることができる。また、混練の条件も、特に限定されるものではなく、当該技術分野において通常用いられている条件を適宜改変して本発明の組成物が十分に混練されるような条件を設定することができる。例えば、第二工程の混練条件としては、回転数が20〜40rpmの範囲で、温度は100℃程度が好ましい。エラストマー成分の粘度低下を抑えるためには、回転数は低い方が好ましい。また、温度については、エラストマー組成物への粉体の分散を良くするために、エラストマー組成物を軟化させるのに十分な温度が好ましいが、温度が高過ぎると、エラストマー成分が劣化したり、冷却に時間がかかり過ぎて生産性が低下したりする。なお、混練された組成物を排出する前に、圧力を開放して無加圧で混練することが好ましく、無加圧で混練することによって、組成物が固まりにならず、組成物の取り出しが容易となる。
【００５１】
＜プラグ材＞
免震構造体用プラグを構成するプラグ材は、上述したプラグ用組成物から製造でき、十分な減衰性能、変位追従性等を有する。そして、このプラグ材は、上記プラグ用組成物を用いて、例えば、以下のようにして製造することができる。
【００５２】
上記のように調製したプラグ用組成物を混練装置から取り出して、成型装置に移し、温度と圧力をかけることによって、プラグ材へとプレス加工する。この工程で使用するプレス機としては、当該技術分野において通常使用されているものを採用することができる。また、プレス加工の条件も、特に限定されるものではなく、当該技術分野において通常に用いられている条件を適宜改変してプラグの成型に適した条件を設定することができる。例えば、プレス加工の条件としては、プレス温度は常温〜150℃の範囲が好ましく、成形圧力は0.7t/cm2以上が好ましい。なお、プラグ材は、異なる組成のプラグ用組成物をプレス加工したものを積層して成形してもよい。
【００５３】
硬質材料をプラグ材の外周全体を被覆する筒状皮膜とする場合には、はけ塗りやディップ（浸漬）等によりプラグ材に塗布して製造することができる。
【００５４】
硬質材料を積層体とプラグの間に挿入する筒状部材とする場合は、例えば、プラグ材にシート状硬質材料を既知の接着剤で接着することにより製造することができる。また、熱可塑性材料の場合は熱融着でプラグに接着することにより製造することもできる。また、硬質材料とプラグ材に隙間が無い状態であれば目的を達成できるため、筒状部材を成形した後、プラグ材を挿入してプラグを加圧する方法や、筒状部材にプラグ用組成物を挿入してプレス成形する方法でも製造可能である。更に、免震構造体内にて上記成形方法を採ることもできる。
【００５５】
図２に示すように、硬質材料を前記第２板の内周部に一体形成するリング状部分とする場合には、免震構造体を成形する過程で硬質材料を第２板の内側にリング状に配置し、第１板と積層させて製造することができる。
【実施例】
【００５６】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１，２）
ニーダーを用いて、表１に示す配合処方のエラストマー組成物を調製し、次に該エラストマー組成物と表１に示す粉体とを所定の体積比（エラストマー組成物：粉体＝40：60）で混練してプラグ用組成物を調製した。次に、該プラグ用組成物を温度100℃、圧力1.3t/cm2でプレス加工して表１に示す横断面積の円柱状のプラグ材を作製した。そのプラグ材の外周部に表１に示す形状・組成・厚みの硬質材料を接着剤で接着し、直径45mmの免震構造体用プラグを作製した。また、リング状の硬質材料は、軟質板と剛性板の積層時に軟質板の内側に配置して積層体を成形した（図４参照）。
【００５７】
（比較例）
ニーダーを用いて、表１に示す配合処方のエラストマー組成物を調製し、次に該エラストマー組成物と表１に示す粉体とを所定の体積比（エラストマー組成物：粉体＝40：60）で混練してプラグ用組成物を調製した。次に、該プラグ用組成物を温度100℃、圧力1.3t/cm2でプレス加工して直径45mmの円柱状の免震構造体用プラグを作製した。
【００５８】
＜評価＞
中央に円筒状の中空部を有し、外径が225mmで、剛性を有する剛性板（鉄板）と弾性を有する弾性板（加硫ゴム（貯蔵弾性率G´＝0.4MPa））とが交互に積層されてなる積層体の中空部に、上記免震構造体用プラグを圧入して、図１に示すような構造の免震構造体を作製した。なお、プラグの体積は、積層体の中空部の体積の1.01倍とした。評価結果を表１に示す。
【００５９】
（減衰性能）
上記免震構造体に対し、動的試験機を用いて鉛直方向に基準面圧をかけた状態で水平方向に加振して規定変位のせん断変形を生じさせた。なお、加振変位は、積層体の総厚さを100％として、歪50〜200％とし、加振周波数は0.33Hzとし、垂直面圧は10MPaとした。図5、に、水平方向の変形変位（δ）と免震構造体の水平方向荷重（Q）との関係を示す。図5中のヒステリシス曲線で囲まれた領域の面積ΔWが広くなるほど、振動のエネルギーを多く吸収できることを意味する。ここでは簡便のため、歪200％における切片荷重Qd（変位0における水平荷重値）でプラグの減衰性能を評価した。なお、切片荷重Qdは、ヒステリシス曲線が縦軸と交差する点での荷重Qd1、Qd2を用いて、下記の式から計算した。Qdが大きくなる程、ヒステリシス曲線で囲まれた領域の面積が広くなり、減衰性能に優れることを示す。
記
Qd＝（Qd1＋Qd2）/ 2
【００６０】
（繰返し安定性）
積層体変形時の理想変形形状からのずれを指標とし、ずれが大きいほど繰返し安定性が悪いと判断した。具体的には、積層体端部と上下フランジ部との接点を結んだ直線に対して、積層体の各位置がどの程度ずれているかで判断する。ずれの最大幅が3mm以下の場合は○、3mm超5mm未満の場合は△、5mm以上の場合は×とした。
【００６１】
【表１】
2010255776.tif 000003
【００６２】
表１において、＊1〜＊7は以下のとおりである。
＊1：天然ゴム，未加硫，RSS#4
＊2：ポリブタジエンゴム（低シス），未加硫，旭化成製「ジエンNF35R」
＊3：カーボンブラック，ISAF，東海カーボン製「シースト6P」
＊4：樹脂，日本ゼオン製「ゼオファイン」、新日本石油化学製「日石ネオ
ポリマー140」、丸善石油化学製「マルカレッツM-890A」
「ゼオファイン」：「日石ネオポリマー140」：「マルカレッツM-890A」
＝40：40：20（質量比）
＊5：可塑剤，ジオクチルアジペート（DOA）
＊6：その他の配合剤，亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤（住友化学製
「アンステージ6C」）、ワックス（新日本石油製「プロトワックス1」）
亜鉛華：ステアリン酸：老化防止剤：ワックス＝4：5：3：1（質量比）
＊7：鉄粉，粒径40μm、不定形還元鉄粉
【産業上の利用可能性】
【００６３】
十分な減衰性能、変位追従性を有する免震構造体、或いは十分な減衰性能、変位追従性に加えて優れた繰り返し特性を有する免震構造体を提供する。
【符号の説明】
【００６４】
１    免震構造体
２    剛性材料からなる第１板
３    弾性部材からなる第２板
３ａ  リング状部分（硬質材料）
４    積層体
５    プラグ
５ａ  筒状皮膜（硬質材料）
６    フランジ
７    被覆材
８    筒状部材（硬質材料）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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